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如何选择低压无功补偿装置
添加时间：2016/1/12 17:25:07 来源：上海波亮电器制造有限公司
低压无功功率补偿装置在电力供电系统中被广泛应用，其目的是提高电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。
目前这种补偿装置的种类较多，性能各异，不同的补偿装置具有不同的特性、并适合在不同的电网及负荷工况下使用。因此，合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗、提高供电质量。反之，如选择或使用不当，则可能造成补偿效果差，甚至会引起电压波动及谐波增大等不良现象发生，导致供电质量下降。
下面就国内常见的低压补偿装置的分类、特点及适用范围作一些介绍。
一、常用补偿方式分类
常用补偿方式分静态补偿MSC（采用普通的控制器+专用接触器）、准动态补偿TSC、准动态补偿MSC+TCR、全动态补偿TSC+TCR四种。
二、补偿方式的选择
在无功功率补偿装置的应用方面，选择那一种补偿方式，要根--据电网及负载的工况而定，首先，要对所补偿的线路进行分析，对于负荷较大且变化较快的工况（如电焊机、大功率电动机等负载）的线路采用动态补偿，节能效果明显。对于负荷相对平稳的线路应采用静态补偿方式。对于一些特殊的工作环境就要慎重选择补偿方式，尤其线路中含有瞬变高电压、大电流冲击的场合是不能采用动态补偿的。一般电焊机工作时间均在几秒钟以上，电动机启动也在几秒钟以上，而动态补偿的响应时间在几十毫秒，按40毫秒考虑则从40毫秒到5秒钟之内是一个相对的稳态过程，动态补偿装置能完成这个过程。如果线路中没有出现这么一段相对的稳态过程并且能量又有较大的变化（称为瞬变或闪变），采用动态补偿就要出问题并可能引发事故。
从价格因素看，对于相同的容量来说，动态补偿的投入成本大约是静态补偿的1-2.5倍左右。
三、无功功率补偿控制器的选择
无功功率补偿控制器有三种采样方式，功率因数型、无功功率型、无功电流型。
选择那一种物理控制方式实际上就是对无功功率补偿控制器的选择。控制器是无功补偿装置的指挥系统，采样、运算、发出投切信号，参数设定、测量、元件保护等功能均由补偿控制器完成。十几年来经历了由分立元件——集成线路——单片机——DSP芯片一个快速发展的过程，其功能也愈加完善。就国内的总体状况来看，由于市场的需求量很大，生产厂家也愈来愈多，其性能及内在质量差异也很大，很多产品名不符实，在选用时需认真对待。在选用时需要注意的另一个问题就是国内生产的控制器其名称均为“XXX无功功率补偿控制器”，名称里出现的“无功功率”的含义不是这台控制器的采样物理量。采样物理量取决于产品的型号，而不是产品的名称。
1.功率因数型控制器
一般具有以下—些功能。
“延时”整定，投切的延时时间，应在10s-120s范围内调节“灵敏度”整定，电流灵敏度，不大于0-2A。
投入及切除门限整定，其功率因数应能在0.85（滞后）-0.95（超前）范围内整定。
过压保护设置
显示设置、循环投切等功能
这种采样方式在运行中既要保证线路系统稳定、无振荡现象出现，又要兼顾补偿效果，这是一对矛盾，只能在现场视具体情况将参数整定在较好的状态下工作。即使调整得较好，也无法弥补这种方式本身的缺陷，尤其是在线路重负荷时。举例说明：设定投入门限；cosφ=0.95（滞后）此时线路重载荷，即使此时的无功损耗已很大，再投电容器组也不会出现过补偿，但cosφ只要不小于0.95，控制器就不会再有补偿指令，也就不会有电容器组投入，所以应慎用这种控制方式
2.无功功率（无功电流）型控制器
无功功率（无功电流）型的控制器较完善的解决了功率因数型的缺陷。一个设计良好的无功型控制器是智能化的，有很强的适应能力，能兼顾线路的稳定性及补偿效果，并能对补偿装置进行完善的保护及检测，这类控制器一般都具有以下功能：
四象限操作、自动、手动切换、自识别各路电容器组的功率、根据负载自动调节切换时间、谐波过压报警及保护、线路谐振报警、过电压保护、线路低电流报警、电压、电流畸变率测量、显示电容器功率、显示cosφ、U、I、S、P、Q及频率。
有些产品已将控制器与配电监测仪合二为一，并具有标准的通讯接口。
由以上功能就可以看出其控制功能的完备，由于是无功型的控制器，也就将补偿装置的效果发挥得淋漓尽致。如线路在重负荷时，那怕cosφ已达到0.99（滞后），只要再投一组电容器不发生过补，也还会再投入一组电容器，使补偿效果达到最佳的状态。有些采用了DSP芯片的控制器，其运算速度大幅度提高，使得富里叶变换得到实现，并且抗干扰能力非常强。当然，不是所有的无功型控制器都有这么完备的功能。
3.用于动态补偿的控制器
对于这种控制器要求就更高了，一般是与触发脉冲形成电路一并考虑的，要求控制器抗干扰能力强，运算速度快，更重要的是有很好的完成动态补偿功能。由于这类控制器也都基于无功型。
目前，国内用于动态补偿的控制器，与国外同类产品相比有较大的差距，一是在动态响应时间上较慢，动态响应时间重复性不好。二是补偿功率不能一步到位，这些应是生产厂家要重点解决的问题。另外，相应的国家标准也尚未见到，这方面落后于发展。
四、结论
在选择无功功率补偿装置时，应根据负载及电网工况、同时考虑装置对电网的影响，（尤其是负面影响）大小、投入成本的大小来综合比较，最终以准确的电容性无功功率去补偿负载的电感性无功功率，使功率因数达到高水平，并提高供电质量。选择一种合理的补偿方式和一台好的控制器及补偿装置尤为重要。现在电力部门验收设备或是检查电表还都按照老的模式，即看功率因数是否达标。这一点已不符合当今电力技术的发展要求，希望有关部门尽快出台新的政策，以鼓励采用先进、合理的补偿装置，并进行大力推广和应用。
目前这种补偿装置的种类较多，性能各异，不同的补偿装置具有不同的特性、并适合在不同的电网及负荷工况下使用。因此，合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗、提高供电质量。反之，如选择或使用不当，则可能造成补偿效果差，甚至会引起电压波动及谐波增大等不良现象发生，导致供电质量下降。
下面就国内常见的低压补偿装置的分类、特点及适用范围作一些介绍。
一、常用补偿方式分类
常用补偿方式分静态补偿MSC（采用普通的控制器+专用接触器）、准动态补偿TSC、准动态补偿MSC+TCR、全动态补偿TSC+TCR四种。
二、补偿方式的选择
在无功功率补偿装置的应用方面，选择那一种补偿方式，要根--据电网及负载的工况而定，首先，要对所补偿的线路进行分析，对于负荷较大且变化较快的工况（如电焊机、大功率电动机等负载）的线路采用动态补偿，节能效果明显。对于负荷相对平稳的线路应采用静态补偿方式。对于一些特殊的工作环境就要慎重选择补偿方式，尤其线路中含有瞬变高电压、大电流冲击的场合是不能采用动态补偿的。一般电焊机工作时间均在几秒钟以上，电动机启动也在几秒钟以上，而动态补偿的响应时间在几十毫秒，按40毫秒考虑则从40毫秒到5秒钟之内是一个相对的稳态过程，动态补偿装置能完成这个过程。如果线路中没有出现这么一段相对的稳态过程并且能量又有较大的变化（称为瞬变或闪变），采用动态补偿就要出问题并可能引发事故。
从价格因素看，对于相同的容量来说，动态补偿的投入成本大约是静态补偿的1-2.5倍左右。
三、无功功率补偿控制器的选择
无功功率补偿控制器有三种采样方式，功率因数型、无功功率型、无功电流型。
选择那一种物理控制方式实际上就是对无功功率补偿控制器的选择。控制器是无功补偿装置的指挥系统，采样、运算、发出投切信号，参数设定、测量、元件保护等功能均由补偿控制器完成。十几年来经历了由分立元件——集成线路——单片机——DSP芯片一个快速发展的过程，其功能也愈加完善。就国内的总体状况来看，由于市场的需求量很大，生产厂家也愈来愈多，其性能及内在质量差异也很大，很多产品名不符实，在选用时需认真对待。在选用时需要注意的另一个问题就是国内生产的控制器其名称均为“XXX无功功率补偿控制器”，名称里出现的“无功功率”的含义不是这台控制器的采样物理量。采样物理量取决于产品的型号，而不是产品的名称。
1.功率因数型控制器
一般具有以下—些功能。
“延时”整定，投切的延时时间，应在10s-120s范围内调节“灵敏度”整定，电流灵敏度，不大于0-2A。
投入及切除门限整定，其功率因数应能在0.85（滞后）-0.95（超前）范围内整定。
过压保护设置
显示设置、循环投切等功能
这种采样方式在运行中既要保证线路系统稳定、无振荡现象出现，又要兼顾补偿效果，这是一对矛盾，只能在现场视具体情况将参数整定在较好的状态下工作。即使调整得较好，也无法弥补这种方式本身的缺陷，尤其是在线路重负荷时。举例说明：设定投入门限；cosφ=0.95（滞后）此时线路重载荷，即使此时的无功损耗已很大，再投电容器组也不会出现过补偿，但cosφ只要不小于0.95，控制器就不会再有补偿指令，也就不会有电容器组投入，所以应慎用这种控制方式
2.无功功率（无功电流）型控制器
无功功率（无功电流）型的控制器较完善的解决了功率因数型的缺陷。一个设计良好的无功型控制器是智能化的，有很强的适应能力，能兼顾线路的稳定性及补偿效果，并能对补偿装置进行完善的保护及检测，这类控制器一般都具有以下功能：
四象限操作、自动、手动切换、自识别各路电容器组的功率、根据负载自动调节切换时间、谐波过压报警及保护、线路谐振报警、过电压保护、线路低电流报警、电压、电流畸变率测量、显示电容器功率、显示cosφ、U、I、S、P、Q及频率。
有些产品已将控制器与配电监测仪合二为一，并具有标准的通讯接口。
由以上功能就可以看出其控制功能的完备，由于是无功型的控制器，也就将补偿装置的效果发挥得淋漓尽致。如线路在重负荷时，那怕cosφ已达到0.99（滞后），只要再投一组电容器不发生过补，也还会再投入一组电容器，使补偿效果达到最佳的状态。有些采用了DSP芯片的控制器，其运算速度大幅度提高，使得富里叶变换得到实现，并且抗干扰能力非常强。当然，不是所有的无功型控制器都有这么完备的功能。
3.用于动态补偿的控制器
对于这种控制器要求就更高了，一般是与触发脉冲形成电路一并考虑的，要求控制器抗干扰能力强，运算速度快，更重要的是有很好的完成动态补偿功能。由于这类控制器也都基于无功型。
目前，国内用于动态补偿的控制器，与国外同类产品相比有较大的差距，一是在动态响应时间上较慢，动态响应时间重复性不好。二是补偿功率不能一步到位，这些应是生产厂家要重点解决的问题。另外，相应的国家标准也尚未见到，这方面落后于发展。
四、结论
在选择无功功率补偿装置时，应根据负载及电网工况、同时考虑装置对电网的影响，（尤其是负面影响）大小、投入成本的大小来综合比较，最终以准确的电容性无功功率去补偿负载的电感性无功功率，使功率因数达到高水平，并提高供电质量。选择一种合理的补偿方式和一台好的控制器及补偿装置尤为重要。现在电力部门验收设备或是检查电表还都按照老的模式，即看功率因数是否达标。这一点已不符合当今电力技术的发展要求，希望有关部门尽快出台新的政策，以鼓励采用先进、合理的补偿装置，并进行大力推广和应用。
